(57)【要約】【課題】ダムから取水する取水装置の製作費を低減し、耐蝕性と耐久性を高め、長期の使用の間の維持管理費を低減可能にすること。【解決手段】ダムの任意層の水を取水する為、ダム堤体に沿って鉛直に配設され且つ上端に取水呑口を有する取水通路形成体５を設け、この取水通路形成体５を伸縮可能な蛇腹状取水筒２０で構成し、蛇腹状取水筒２０は円錐台の外周形状を持つ環状体２１を複数直列状に連結して構成され、上下に隣接する各１対の環状体２１の小径端部を連結する金属製の環状の内径側パイプ材を複数設け、上下に隣接する各１対の環状体の大径端部を連結する金属製の環状の外径側パイプ材を複数設けた。【選択図】  図２
2005336853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダムの任意層の水を取水する為の取水装置において、
ダム堤体に沿って鉛直に配設され且つ上端に取水呑口を有する取水通路形成体を設け、  この取水通路形成体を伸縮可能な蛇腹状取水筒で構成したことを特徴とするベローズ式選択取水設備。
【請求項２】
前記蛇腹状取水筒は、補強繊維入りの合成樹脂又はゴム製の可撓性を有する環状体であって円錐台の外周形状を持つ環状体を複数直列状に連結して構成されたことを特徴とする請求項１に記載のベローズ式選択取水設備。
【請求項３】
上下に隣接する各１対の環状体の小径端部を連結する金属製の環状の内径側パイプ材を複数設け、上下に隣接する各１対の環状体の大径端部を連結する金属製の環状の外径側パイプ材を複数設けたことを特徴とする請求項２に記載のベローズ式選択取水設備。
【請求項４】
上下に隣接する外径側パイプ材同士間の最大離間距離を規制する為に、前記の外径側パイプ材同士を連結する複数のバンド部材を設けたことを特徴とする請求項３に記載のベローズ式選択取水設備。
【請求項５】
複数の外径側パイプ材を鉛直方向に案内する複数のガイドワイヤを設けたことを特徴とする請求項３又は４に記載のベローズ式選択取水設備。
【請求項６】
前記蛇腹状取水筒を収縮させた状態では、複数の環状体が同一姿勢になって接近状に重なることを特徴とする請求項２〜４の何れかに記載のベローズ式選択取水設備。
【請求項７】
前記蛇腹状取水筒の下端よりも下側に保安ゲートを設けたことを特徴とする請求項２〜４の何れかに記載のベローズ式選択取水設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダムの任意層の水を取水する為の取水設備に関し、特に蛇腹状取水筒を主体として構成したベローズ式選択取水設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、上水用ダム、農業用ダム、その他の多目的ダムには、取水呑口の高さ位置を自由に調節可能な取水設備が設けられる。従来の取水設備として、特許文献に示すような、複数の直径の異なるゲート管を直列状に接続してテレスコピックに伸縮可能に構成し、上端に取水呑口を設けてなる円形多段型ゲートが広く採用されている。
【特許文献１】特開平１０−３３１１３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の円形多段型ゲートからなる取水設備では、複数の直径の異なるゲート管が鋼製のものであるため、その製作費が高価になり、複数のゲート管を伸縮させる為の昇降駆動装置も大型化して高価になるなど、製作費や据付け費が全体として高価になる。しかも、鋼製の複数のゲート管が腐食しやすく耐久性に劣り、長期の使用の間の維持管理費も高価になる、などの問題がある。
【０００４】
本発明の目的は、耐久性に優れ維持管理費を低減可能な取水設備を提供すること、製作費や据え付け費の面で格段に有利な取水設備を提供することなどである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１のベローズ式選択取水設備は、ダムの任意層の水を取水する為の取水装置において、ダム堤体に沿って鉛直に配設され且つ上端に取水呑口を有する取水通路形成体を設け、この取水通路形成体を伸縮可能な蛇腹状取水筒で構成したことを特徴とするのである。取水通路形成体を伸縮可能な蛇腹状取水筒で構成したので、ダム湖の水位が変化するのに追従させて、蛇腹状取水筒を伸縮させて取水呑口の高さ位置を調節し、ダム湖の表層水を取水することができる。
【０００６】
請求項２のベローズ式選択取水設備は、請求項１の発明において、前記蛇腹状取水筒は、補強繊維入りの合成樹脂又はゴム製の可撓性を有する環状体であって円錐台の外周形状を持つ環状体を複数直列状に連結して構成されたことを特徴とする。小径端部を上側にした環状体と大径端部を上側にした環状体を交互に配置し、隣接する環状体の小径端部同士を連結し、隣接する環状体の大径端部同士を連結することにより、複数の環状体を直列状に連結することになる。
【０００７】
請求項３のベローズ式選択取水設備は、請求項２の発明において、上下に隣接する各１対の環状体の小径端部を連結する金属製の環状の内径側パイプ材を複数設け、上下に隣接する各１対の環状体の大径端部を連結する金属製の環状の外径側パイプ材を複数設けたことを特徴とする。
【０００８】
請求項４のベローズ式選択取水設備は、請求項３の発明において、上下に隣接する外径側パイプ材同士間の最大離間距離を規制する為に、前記の外径側パイプ材同士を連結する複数のバンド部材を設けたことを特徴とする。
【０００９】
請求項５のベローズ式選択取水設備は、請求項３又は４の発明において、複数の外径側パイプ材を鉛直方向に案内する複数のガイドワイヤを設けたことを特徴とする。
【００１０】
請求項６のベローズ式選択取水設備は、請求項２〜４の何れかの発明において、前記蛇腹状取水筒を収縮させた状態では、複数の環状体が同一姿勢になってほぼ密着状に重なることを特徴とする。
【００１１】
請求項７のベローズ式選択取水設備は、請求項２〜４の何れかの発明において、前記蛇腹状取水筒の下端よりも下側に保安ゲートを設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、取水通路形成体を伸縮可能な蛇腹状取水筒で構成するが、蛇腹状取水筒は金属以外の可撓性のある合成樹脂やゴム材料で構成することができるため、製作費を低減でき、軽量化できるため蛇腹状取水筒を昇降する為の昇降駆動装置の小型化を図ることも可能で、取水設備全体の建設費を低減可能である。
また、蛇腹状取水筒は、耐蝕性に優れるものに構成できるから、耐蝕性と耐久性を高め、維持管理を簡単化し、維持管理費を低減することができる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、蛇腹状取水筒を軽量化でき、１種類の環状体を複数製作すればよいので、蛇腹状取水筒を安価に製作可能である。
請求項３の発明によれば、環状体の小径端部を内径側パイプ材に連結するため環状体を強く屈曲させる必要がなく、蛇腹状取水筒の伸縮に伴う環状体の歪み量を小さくして耐久性を高めることができる。環状体の大径端部を外径側パイプ材に連結するため環状体を強く屈曲させる必要がなく、蛇腹状取水筒の伸縮に伴う環状体の歪み量を小さくして耐久性を高めることができる。
【００１４】
請求項４の発明によれば、複数のバンド部材により上下に隣接する外径側パイプ材同士の最大離間距離を規制するため、環状体に無理な荷重が作用するのを防止でき、耐久性を確保できる。
請求項５の発明によれば、複数のガイドワイヤによって複数の外径側パイプ材を鉛直方向に案内するため、蛇腹状取水筒が複数のガイドワイヤに沿って伸縮するように案内することができ、蛇腹状取水筒の損傷を防止し、耐久性を高めることができる。
【００１５】
請求項６の発明によれば、前記蛇腹状取水筒を収縮させた状態では、複数の環状体が同一姿勢になってほぼ密着状に重なるので、収縮状態のときの蛇腹式取水筒の鉛直方向長さが小さくなる。
請求項７の発明によれば、前記蛇腹状取水筒の下端よりも下側に保安ゲートを設けたので、何らかの理由で蛇腹状取水筒に過大な水圧が作用する場合に、保安ゲートを開放して蛇腹状取水筒が損傷するのを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明のベローズ式選択取水設備は、ダムの任意層の水を取水する為の取水装置において、ダム堤体に沿って鉛直に配設され且つ上端に取水呑口を有する取水通路形成体を設け、この取水通路形成体を伸縮可能な蛇腹状取水筒で構成したことを特徴とするものである。前記蛇腹状取水筒は補強繊維入りの合成樹脂又はゴム製の可撓性を有する環状体であって円錐台の外周形状を持つ環状体を複数直列状に連結して構成されている。
【実施例１】
【００１７】
以下、本発明の実施例について図面に基づいて説明する。
図１、図２に示すように、このベローズ式選択取水設備１はダムの水面付近の任意層の水を取水する為のものであり、このベローズ式選択取水設備１は、ダムの貯水側においてコンクリート製のダム堤体２に沿って鉛直姿勢に配設されている。このベローズ式選択取水設備１の前面側には、浮遊物やゴミ等の異物の進入を防止する為のスクリーン３が設けられ、ベローズ式選択取水設備１の左右両側には、ダム堤体２と一体的に形成されたコンクリート製の側壁体４が形成されている。
【００１８】
ベローズ式選択取水設備１は、スクリーン３、取水通路形成体５を構成する蛇腹状取水筒２０、この取水通路形成体５の上端の取水呑口６を形成する取水呑口形成体７、取水呑口形成体７に付設された１組のフック部材８、蛇腹状取水筒２０の上端部が連結された取水呑口形成体７を昇降させる為の昇降駆動装置９、休止台１０、制水蓋１１、休止台１０を回動させる為の補助昇降駆動装置１２、蛇腹状取水筒２０の下端部に接続された水路接続たい４０などを有する。
【００１９】
前記取水通路形成体５はダム堤体２に沿って鉛直に配設されて上端に取水呑口６を有し、この取水通路形成体５は伸縮可能な蛇腹状取水筒２０で構成されている。蛇腹状取水筒２０は、直列状に連結された複数の環状体２１、複数の内径側パイプ材２２、複数の外径側パイプ材２３、複数のバンド部材２４などで構成されている（図６、図７参照）。
【００２０】
図２、図６、図９に示すように、環状体２１は、補強繊維入りの合成樹脂又はゴム製の可撓性を有する環状体（例えば厚さ４ｍｍ）であって円錐台の外周形状を持つ環状体である。蛇腹状取水筒２０における、最上端の環状体２１は小径端部２１ａ（内周端部）を上側にして取水呑口形成体７に接続され、小径端部２１ａを上側にした環状体２１と大径端部２１ｂ（大径端部）を上側にした環状体２１とが交互に配置されている。複数の環状体２１は共通の成形型で成形される同構造・同形状のものである。
【００２１】
上下に隣接する環状体２１の小径端部２１ａをステンレス製の環状の内径側パイプ材２２の上下両面に重ね、ステンレス製の環状当板２５をボルト締結することで固定されている。内径側パイプ材２２の下面において環状当板２５には周方向適当間隔おきにスペーサ２６が固定されている。上下に隣接する環状体２１の大径端部２１ｂをステンレス製の環状の外径側パイプ材２３の上下両面に重ね、ステンレス製の環状当板２７をボルト締結することで固定されている。外径側パイプ材２３の下面において環状当板２７には周方向適当間隔おきにスペーサ２８が固定されている。尚、図６は蛇腹状取水筒が最大限収縮した状態を示すものではなく、蛇腹状取水筒が最大限収縮した状態では、スペーサ２６，２８の下端が環状当板２５，２７に夫々当接する。
【００２２】
図６、図９に示すように、蛇腹状取水筒２０を伸長させた状態のときの、上下に隣接する外径側パイプ材２３同士間の最大離隔距離を規制する為に、上下に隣接する外径側パイプ材２３同士を連結する複数（例えば６本）のバンド部材２４が周方向等間隔おきに設けられている。各バンド部材２４の端部は、外径側パイプ材２３の外周面に固定された固定板２９に押え板３０とボルト３１により固定され、各バンド部材２４の端部には抜け止め用のロッド３２が固着されている。
【００２３】
図７、図９に示すように、全部の外径側パイプ材２３を鉛直方向に案内する為の複数（例えば３本）のガイドワイヤ３３が鉛直に取水設備の全高にわたって張設され、これらガイドワイヤ３３は、外径側パイプ材２３に突設された被ガイド片３４の穴を挿通し、全部の外径側パイプ材２３を鉛直方向に案内している。
【００２４】
図２、図５に示すように、取水呑口形成体７は、ステンレス製の板材により平面視にて扇形のボックス状に形成され、その前面側に矩形状の取水呑口６が形成されている。この取水呑口形成体７から左右に延びたアーム３４の先端にはローラ３５が夫々設けられている。左右の側壁体４にはローラ３５を案内する案内レール３６が鉛直に延びるように設けられ、左右のアーム２４の先端のローラ３５が案内レール３６で夫々案内され、取水呑口形成体７が鉛直に円滑に昇降するように案内される。
【００２５】
図２、図１０に示すように、蛇腹状取水筒２０の下端には、ステンレス製の水路接続体４０が連結され、この水路接続体４０をダム堤体２の基部内の放水水路４２の上端側に載置することにより、蛇腹式取水筒２０内の通路が水路接続体４０内の水路４１を介して放水水路４２に接続されている。水路接続体４０の上部には、図３、図９、図１０に示すように、収縮状態にされ同一姿勢になって接近状に重なり合った複数の環状体２１であって小径端部２１ａを下側にし大径端部２１ｂを上側にした複数の環状体２１を受け止める為の収容受部４０ａが形成されている。
【００２６】
図２に示すように、昇降駆動装置９は、取水呑口形成体７に連結されたワイヤを巻き取ったり繰り出したりすることにより、蛇腹状取水筒２０に連結された取水呑口形成体７を昇降させるものである。この昇降駆動装置９はベローズ式選択取水設備１の上端部分の機械室１４に設置されている。この昇降駆動装置９により取水呑口形成体７を昇降させることにより蛇腹状取水筒２０を伸縮させることができる。
ダムの水位が高い場合は、ほぼ水位に応じて蛇腹状取水筒２０が伸長し、上端の取水呑口６からダム内の任意層（但し、通常は表層）の水が取水されて、蛇腹状取水筒２０の水路と水路接続体４０の水路４１と放水水路４２を経て放流される。ダムの水位が低い場合にも、ほぼ水位に応じて蛇腹状取水筒２０が収縮し、上端の取水呑口６からダム内の任意層（但し、通常は表層）の水が取水されて、前記と同様に放流される。
【００２７】
水路接続体４０の前面部には、蛇腹状取水筒２０の下端よりも下側に、保安ゲート１３が設けられている。例えば、取水呑口６にゴミが詰まったりして、ダム内の水圧と蛇腹状取水筒２０内の水圧の水頭差が所定値以上になった場合に、保安ゲート１３が自動的に水平姿勢に回動して開くようになっている。
【００２８】
蛇腹状取水筒２０を点検したり修理したりする場合には、図３に示すように、蛇腹状取水筒２０を最大限収縮した状態にし、図示のフック部材８を更に下降させて水路接続体４０の上端に係合させてから、最大限収縮した状態の蛇腹状取水筒２０と水路接続体４０とを図２に鎖線で図示の上昇位置まで引き上げて、蛇腹状取水筒２０の点検や修理を行う。
【００２９】
また、放水水路４３を点検したり修理したりする場合には、前記と同様に、収縮状態の蛇腹状取水筒２０と水路接続体４０とを図２に鎖線で示す最大上昇位置まで上昇させ、補助昇降駆動装置１２により、休止台１０を水平姿勢まで回動させ、休止台１０に装備している制水蓋１１を水路接続体４０の水路４１の下端側にボルトで固定し、その後それらの全体を下降させ、制水蓋１１により放水通路４２の上端を閉鎖し、放水水路４２へ水が流れないようにする。
【００３０】
次に、以上説明したベローズ式選択取水設備１の作用、効果について説明する。
前記の昇降駆動装置９により取水呑口形成体７を昇降させることにより蛇腹状取水筒２０を伸縮させることができる。ダムの水位に応じて、蛇腹状取水筒２０を伸縮させることで、ダムの任意層の水を選択的に取水して放流する作用については既述のとおりである。
【００３１】
取水通路形成体５を伸縮可能な蛇腹状取水筒２０で構成し、蛇腹状取水筒２０は複数の環状体２１を直列状に連結して構成され、環状体２１は補強繊維を入れた可撓性のある合成樹脂やゴム材料で構成してあるため、蛇腹状取水筒２０の製作費を低減でき、軽量化できるため蛇腹状取水筒２０を昇降する為の昇降駆動装置９の小型化を図ることも可能で、取水設備１全体の建設費を低減することができる。そして、蛇腹状取水筒２０は、耐蝕性に優れるものに構成できるから、耐蝕性と耐久性を高め、長期の使用の間の維持管理を簡単化し、維持管理費を低減することができる。
【００３２】
環状体２１の小径端部２１ａを内径側パイプ材２２に連結するため、環状体２１を強く屈曲させる必要がなく、蛇腹状取水筒２０の伸縮に伴う環状体２１の歪み量を小さくして耐久性を高めることができる。環状体２１の大径端部２１ｂを外径側パイプ材２３に連結するため環状体２１を強く屈曲させる必要がなく、蛇腹状取水筒２０の伸縮に伴う環状体２１の歪み量を小さくして耐久性を高めることができる。
【００３３】
環状体２１の小径端部２１ａ（内周端部）が内径側パイプ材２２に連結され、環状体２１の大径端部２１ｂ（外周端部）が外径側パイプ材２３に連結され、複数の環状体２１の内外両端部が内径側および外径側パイプ材２２，２３により補強され形状保持されるため、蛇腹状取水筒２０が損傷しにくくなり、耐久性を高めることができる。
【００３４】
複数のバンド部材２４により上下に隣接する外径側パイプ材２３同士の最大離間距離を規制するため、環状体２１に無理な荷重が作用するのを防止でき、耐久性を確保できる。また、複数のガイドワイヤ３３によって複数の外径側パイプ材２３を鉛直方向に案内するため、蛇腹状取水筒２０が複数のガイドワイヤ３３に沿って伸縮するように案内することができ、蛇腹状取水筒２０の損傷を防止し、耐久性を高め、蛇腹状取水筒２０内を流れる水流の円滑化を図ることができる。
【００３５】
蛇腹状取水筒２０を収縮させた状態では、複数の環状体２１が同一姿勢になって接近状に重なるので、収縮状態のときの蛇腹式取水筒２０の全体長さが小さくなる。そのため、ベローズ式選択取水設備１の鉛直方向長さを小さくでき、設備費の面で有利である。
前記蛇腹状取水筒２０の下端よりも下側に保安ゲート１３を設けたので、何らかの理由で蛇腹状取水筒２０に過大な水圧が作用する場合に、保安ゲート１３を開放して蛇腹状取水筒２０が損傷するのを防止できる。
【００３６】
前記実施例を部分的に変更する例について説明する。
１］前記蛇腹状取水筒２０における内径側パイプ材２２の代わりに、金属製の環状板を採用し、外径側パイプ材２３の代わりに金属製の環状板を採用することも可能である。これらの環状板によっても、蛇腹状取水筒２０を構成する複数の環状体２１を補強し形状保持することができる。或いは、隣接する環状体２１の小径端部２１ａ同士を内径側パイプ材２２を省略した状態で固着し、隣接する環状体２１の大径端部を外径側パイプ材２３を省略した状態で固着してもよい。
【００３７】
２］蛇腹状取水筒２０の環状体２１は、強度に優れる織布（例えば、合成樹脂製のテント用生地など）で構成したり、或いは、そのような織布の両面に低摩擦の合成樹脂コートやゴムコートを被覆したような可撓性のあるシート状（膜状）材料で構成してもよい。
３］前記蛇腹状取水筒２０における内径側パイプ材２２や外径側パイプ材２３は合成樹脂製の成形体（パイプ材又は非パイプ材）で構成してもよい。また、蛇腹状取水筒２０に使用する種々の部品の大部分を、合成樹脂製の部品で構成してもよい。
４］前記蛇腹状取水筒を最大限収縮させた状態のとき、複数の環状体が小径端部を上側にし、大径端部を下側にした姿勢に重なるように構成することも可能である。
【００３８】
５］本発明は、以上説明した実施例に限定されるものではなく、当業者であれば、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施することができ、本発明はそれらの変更形態をも包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施例に係るベローズ式選択取水設備の正面図である。
【図２】ベローズ式選択取水設備とダム堤体の断面図である。
【図３】蛇腹状取水筒を最下位置に収縮させた状態を示す要部断面図である。
【図４】昇降駆動装置と補助昇降駆動装置を収容した機械室の平面図である。
【図５】ベローズ式選択取水設備の平面図である。
【図６】ほぼ収縮状態にした蛇腹状取水筒の要部拡大断面図である。
【図７】外径側パイプ材とガイドワイヤを示す要部断面図である。
【図８】バンド部材を外径側パイプ材に連結する連結部を示す図である。
【図９】伸長状態にした蛇腹状取水筒と水路接続体の断面図である。
【図１０】収縮状態にした蛇腹状取水筒と水路接続体の断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１          ベローズ式選択取水設備
２          ダム堤体
５          取水通路形成体
６          取水呑口
１３        保安ゲート
２０        蛇腹状取水筒
２１        環状体
２１ａ      小径端部
２１ｂ      大径端部
２２        内径側パイプ材
２３        外径側パイプ材
２４        バンド部材
３３        ガイドワイヤ
【図１】
2005336853.tif 000003
【図２】
2005336853.tif 000004
【図３】
2005336853.tif 000005
【図４】
2005336853.tif 000006
【図５】
2005336853.tif 000007
【図６】
2005336853.tif 000008
【図７】
2005336853.tif 000009
【図８】
2005336853.tif 000010
【図９】
2005336853.tif 000011
【図１０】
2005336853.tif 000012